Interchange reconnection as the source of the fast solar wind within coronal holes
利用PSP观测与模拟,本研究证明冕洞底部超米粒网络磁场的交换重联可无碰撞释放足够能量,驱动快速太阳风并形成磁折返与高能离子爆发。
2023-06-07 astro-ph.SR physics.space-ph
Plasma compression in magnetic reconnection regions in the solar corona
有人提出,粒子之间的反弹磁化流收敛在重联区可以加速的一阶费米机制。对这种机制的分析表明,加速粒子的谱指数与重联区内的总等离子体压缩有关,类似于扩散激波加速机制的情况。作为第一步调查费米加速在重联区的效率,在产生硬能谱的粒子在日华,我们探索的程度,可以实现在重联网站的等离子体压缩。特别是,我们的目标是确定强压缩形成的条件。利用二维电阻MHD数值模型,我们考虑了一组磁场配置,其中磁重联可以发生包括哈里斯电流片,无力电流片,和两个合并磁通绳。等离子体参数被认为是日华的特征。数值模拟结果表明,当通过快速热传导或辐射冷却过程有效地消除重联引起的等离子体加热时,在重联区可以形成强等离子体压缩($\geq 4$)。辐射冷却过程在典型的1 MK日冕中可以忽略不计,但在低日冕/过渡区中却起着重要的作用。发现在重联磁零点处,低β等离子体$β\sim 0.01-0.07$中的等离子体压缩预计最强。
2016-04-28 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Relating magnetic reconnection to coronal heating
本文通过磁通量浮现案例测量日冕磁重联与能量耗散速率,提出二者比值对应边界电流,并据此估计磁重联加热足以维持观测到的日冕温度。
2015-03-20 astro-ph.SR
Ultra-high-resolution Observations of Persistent Null-point Reconnection in the Solar Corona
研究利用 Solar Orbiter 极紫外成像仪以约390 km分辨率观测日冕持续零点重联,揭示其平缓与短暂爆发两种模式及质量能量传输作用。
2023-04-18 astro-ph.SR physics.space-ph
Magnetic Reconnection as the Driver of the Solar Wind
我们目前的EUV太阳观测显示无所不在的喷射活动的证据驱动的小规模磁重联在太阳日冕的基础。我们认为,加热和驱动太阳风的物理机制是无处不在的小尺度喷射活动形式的磁重联(即,a.k.a.喷气机)。这种喷射活动,就像太阳风和日冕等离子体的加热一样,是无处不在的,不管太阳活动周期的阶段。每一个事件都是由相反极性的磁场的小规模重联产生的,产生了一个短暂的热等离子体和阿尔文波喷入日冕。这些小喷流事件的离散性质导致了日冕的间歇性外流,这些外流在远离太阳传播时均匀化并形成太阳风。这一发现确立了太阳和恒星大气中小尺度磁重联在理解日冕加热和太阳风加速等普遍现象方面的重要性。基于以前的分析,连接之字形的磁网络,我们还认为,这些新的观察可能提供之间的联系,在基地的日冕和之字形太阳风现象的磁活动。这些新的观测结果需要放在更大的背景下来考虑磁重联的作用和太阳大气中喷射的不同形式。
2023-01-03 astro-ph.SR physics.space-ph
Acceleration and Expansion of a Coronal Mass Ejection in the High Corona: Role of Magnetic Reconnection
磁重联在早期加速日冕物质抛射(CME)中的重要作用已被广泛讨论。然而,由于日冕物质抛射的膨胀速度可能与它们在日冕中的传播速度相当,因此尚不清楚重联是否以及如何分别对真正的加速和膨胀做出贡献。为了解决这个问题,我们分析了2013年2月27日一个中等速度的日冕物质抛射的动力学,它与其锋面进入高日冕的持续加速有关,尽管它的速度已经达到了700 km~s $\sim$,并且大于太阳风的速度。CME的视加速是由于CME在径向上的膨胀。CME真实加速度,即,它的中心的加速度,然后通过考虑由作用在快速CME上的太阳风拖曳力引起的预期减速来估计。发现真实加速度和径向膨胀具有相似的大小。我们发现,磁重联发生在CME爆发之后,并在CME的传播过程中在高冕区持续存在,它对CME的动力学演化有贡献。与膨胀有关的视加速度和补偿阻力的真实加速度之间的比较表明,在这种情况下,磁重联对CME膨胀和CME加速度的贡献几乎相等。这些测量的CME的演变,因为它们从日冕到日光层过境的后果进行了讨论。
2022-06-05 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Forced magnetic reconnection and plasmoid coalescence: I - MHD Simulations
强迫磁重联是由外界扰动触发的重联现象,在日冕中应该是普遍存在的。在这种情况下释放的能量可能比微扰引入的能量大得多。目前还不清楚外部扰动和初始电流片的性质如何影响重联区的性质,从而影响重联动力学和能量释放曲线。我们研究了外扰动形式和初始电流片对重联区演化和能量释放过程的影响。我们将探讨多个同时扰动之间的非线性相互作用,这代表了更现实的情况。未来的工作将使用这些结果在测试粒子模拟研究粒子加速多重联事件。模拟使用Lare 2d,一个2.5维拉格朗日重映射求解器的粘阻MHD方程。强迫重联模型扩展到包括叠加的正弦驱动扰动,包括局部高斯扰动。一个瞬态扰动施加到一个区域的边界包含一个无力的电流片。模拟域足够宽以允许多个磁岛形成和合并。岛屿合并对能量释放有显著贡献,并涉及快速重新连接。长波长模式的扰动占主导地位的演变,没有重连的存在是缓慢的,在短波长模式的情况下,或初始电流片保持稳定,在噪声扰动的情况下。多重扰动以高度非线性的方式结合:重联通常比单独施加任一扰动时更快,多个低能量事件有助于相同的总能量释放。
2019-01-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph
The prominence driven forced reconnection in the solar corona and associated plasma dynamics
利用2019年12月30日SDO/AIA的多温度观测,我们提供了09:20 UT至10:38 UT期间日冕中日珥驱动的强制磁重联和相关等离子体动力学特征。一个炽热的日珥部分以每秒21公里的速度爆发,使整个日珥系统不稳定。之后,它于09:28 UT至09:48 UT以24 km/s的速度向北上升。爆发日珥以27-28 km/s的速度向上拉伸上覆磁力线,并进一步发生强迫重联。日冕等离子体也以7 km/s的速度向南流动,这两股流入在09:48 UT触发了重联。此后,东、西磁通道发育并分离。磁场的东西重组开始产生朝向边缘的双向等离子体流出,其各自的速度为28 km/s和37 km/s。它们的上端在上覆日冕中扩散,以22 km/s和19 km/s的速度输送另一组上升流。多温度等离子体(Te=6.0-7.2)在重组场上演化并拉长至~10^5 km的长度。热等离子体和剩余的日珥线从重联区向东移动到日珥的另一个部分。日珥-环的相互作用和伴随的重联产生了速度为178-183 km/s的喷流状喷发。喷流形成后,日冕中覆盖的磁通道消失。
2021-07-14 astro-ph.SR
Oscillatory reconnection as a plasma diagnostic in the solar corona
振荡重联是磁化等离子体中的弛豫过程,具有完全取决于背景等离子体性质的固有周期性。本研究着重于日冕振荡重联的地震学前景。我们执行三套参数的研究(特征日冕值的背景磁场,密度和温度)使用PLUTO代码来解决完全压缩,电阻MHD方程的二维磁X点。从每个参数的研究,我们得出的振荡重联的周期。我们发现,这个周期是成反比的特征强度的背景磁场和初始等离子体温度的平方根,而下面的平方根依赖于平衡等离子体密度。这些结果揭示了阿尔文速度的大小与周期之间的反比关系,以及背景声速与周期之间的反比关系。此外,我们注意到,各向异性热传导的增加只会导致一个小的增加,在平均值的周期。最后,我们建立了一个经验公式,该公式给出了与背景磁场、密度和温度有关的周期值。这给了我们一个量化的振荡重联的关系,作为一个等离子体诊断在太阳日冕,打开了使用振荡重联日冕地震学的可能性。
2023-01-06 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
On the nature of reconnection at a solar coronal null point above a separatrix dome
三维磁零点普遍存在于日冕和任何一般的混合极性磁场中。我们考虑了孤立日冕零点处的磁重联,其扇形场线形成圆顶结构。我们证明了使用分析和计算模型的几个特点,在这样一个零,包括大量的磁通量转移从一个区域的场线连接到另一个可以发生的脊柱扇重联。磁通转移发生在脊扇重联期间在零点周围形成的电流片上,并且不存在分离器。此外,翻转的磁场线发生的方式类似于观察到的准分界线层或滑移运行重联。
2013-07-25 astro-ph.SR
3D MHD simulations of coronal loops heated via magnetic braiding II. Automatic detection of reconnection outflows and statistical analysis of their properties
本研究开发了重联外流自动检测(ROAD)算法,应用于三维磁流体动力学分层日冕环模型,分析约一个太阳小时内重联位点喷流的统计性质,探索其作为纳米耀斑加热诊断手段的潜力。
2025-11-11 astro-ph.SR
Observationally quantified reconnection providing a viable mechanism for active region coronal heating
太阳日冕的加热已经被解释为几种不同的机制,包括波耗散和磁重联。虽然两者都被证明能够提供必要的电力,但都没有被用于由测量输入提供的观测的定量模型。在这里,我们表明,脉冲重联是能够产生一个活跃的区域电晕同意定性和定量的极紫外观测。我们计算了与磁足点和光球等离子体之间的速度差成正比的加热功率,称为非理想速度。发现日冕中重新连接的通量元素的长度尺度约为160 km。模型电晕的差分发射测量与使用多波长图像导出的测量一致。合成的极紫外线图像在环占主导地位的外观和强度直方图上都与观测结果相似。这项工作提供了令人信服的证据,脉冲重连事件是一个可行的机制加热日冕。
2018-02-17 astro-ph.SR
Quasi-periodic Fast Propagating Magnetoacoustic Waves during the Magnetic Reconnection Between Solar Coronal Loops
利用太阳动力学天文台/大气成像组件(AIA)的多波长图像,我们提出了一个系统的开放和封闭的太阳日冕环之间的磁重联引起的日冕凝聚。在这封信中,我们报告的准周期快磁声波传播远离重联区向上跨越较高的躺在开环重联过程中。2012年1月19日,位于较高位置的开放环和位于较低位置的闭合环发生了重新连接,并形成了两组新的重新连接环。此后,冷却和凝聚的日冕等离子体发生在较高的开放环的磁倾区。在重联过程中,扰动起源于重联区向上传播的磁倾角区的高躺环的平均速度和平均速度振幅分别为200和30公里秒$^{-1}$。在日冕凝聚过程中,扰动传播的平均速度从230 km s $\sim$减小到150 km s $\sim$,然后又增大到220 km s $\sim$。这种平均速度的时间演化与AIA 131和304日冕等离子体通道的光变曲线反相关,表明日冕等离子体的冷却和凝结过程。此外,传播的扰动出现准周期性的峰值周期为4分钟。我们的结果表明,扰动代表的准周期快速传播磁声(QFPM)波起源于日冕环之间的磁重联。
2019-01-15 astro-ph.SR
Formation of Jet-driven Forced Reconnection Region and Associated Plasma Blobs in a Prominence Segment
本研究利用SDO/AIA观测揭示日珥段中喷流压缩磁通量绳并诱发强迫磁重联,形成双向等离子体团、增强重联率并释放热能。
2025-02-18 astro-ph.SR
Magnetic reconnection between a solar filament and nearby coronal loops
磁重联,即磁场拓扑结构的重新排列,是遍布宇宙的磁化等离子体系统中的基本物理过程1,2。其过程难以直接观察。日冕结构,如日冕环和暗条脊,经常描绘出太阳日冕中的磁场几何形状及其变化。在这里,我们展示了一个高度暗示性的观测,即在爆发的太阳暗条和附近的日冕环之间的磁重联,导致暗条连接的变化。当爆发的灯丝遇到环时,X型结构形成。灯丝变直,明亮的电流片在与线圈的界面处形成。许多等离子体团出现在这些电流片和双向传播。细丝从电流片断开,电流片逐渐分散和消失,重新连接到回路,并重新定向到回路足点。暗条和磁环的这种演化表明了理论1所预言的连续的磁重联,但在观测中很少能如此清晰地发现。我们的研究结果的形成,演变和消失的电流片,确认三维磁重联理论和耗散区的演变和释放的磁能在许多磁化等离子体系统的重联的影响。
2016-05-11 astro-ph.SR
On the role of repetitive magnetic reconnections in evolution of magnetic flux-ropes in solar corona
帕克的静磁定理扩展到天体物理磁流体与大磁雷诺数支持不断再生的电流片,因此,自发的磁重联在时间上重现。因此,一个场景是可能的,重复重连提供了一个自主的机制,管理出现的相干结构的天体物理磁流体。在这项工作中,这样的情况下进行了探讨与静磁定理相称的数值计算。特别是,计算探索的磁通绳的演变所管辖的重复重联的磁几何形状类似的两极循环的日冕。揭示的形态的演变过程,包括发病和上升的绳子,重联的位置和相关的拓扑结构的磁场线,同意与观察,从而证实物理现实的倡导机制。
2016-09-27 astro-ph.SR
Coronal Heating and Solar Wind Generation by Flux Cancellation Reconnection
本文提出小尺度磁通量抵消通过磁重联普遍驱动低太阳大气能量释放,结合解析模型与三维MHD模拟证明其足以加热色球和日冕并产生太阳风。
2024-01-22 astro-ph.SR physics.space-ph
Development of a structured, turbulent solar wind as a result of interchange reconnection
本文通过全球磁场对齐方程证明交换重联及其阿尔文外流和加热可驱动太阳风,并用简单混合模型解释PSP观测到的近太阳阿尔文湍流与折返结构。
2023-08-15 astro-ph.SR physics.space-ph
Power-Law Statistics Of Driven Reconnection In The Magnetically Closed Corona
大量的观测表明,幂律分布在高能太阳过程中是普遍存在的。硬X射线、软X射线、极紫外线辐射和无线电波都呈现幂律频率分布。由于磁重联是许多高能太阳现象的驱动机制,因此重联事件本身很可能显示出这种幂律分布。在这项工作中,我们进行数值模拟的简单对流运动驱动的光球水平的日冕。使用温度变化,电流分布和坡印亭通量作为加热的代理,我们证明了在我们的模拟中发生的能量事件显示幂律频率分布,斜率与观测结果吻合良好。我们认为,编织相关的重联在日冕中可以理解的自组织临界性模型驱动的对流旋转运动类似于在光球。
2018-01-16 astro-ph.SR
SDO Observations of Magnetic Reconnection at Coronal Hole Boundaries
利用\emph{Solar Dynamics Observatory}上的大气成像仪(AIA)和日震磁成像仪(HMI)的观测资料,研究了极区冕洞赤道延伸区的冕洞边界。在193幅射电图像中,观测到CHB上大量极紫外(EUV)喷流,这些喷流似乎是磁重联的特征,并且有些喷流在同一地点重复出现。喷流的演化与磁场的产生和消除有关。我们注意到,东西CHB都向西移动,移动速度与光球差旋速度相比接近于刚性自转速度。这表明CHB的磁重联导致了CHB的演化,并维持了冕洞的刚性旋转。
2011-03-19 astro-ph.SR
Formation of Large Scale Coronal Loops Interconnecting Two Active Regions Through Gradual Magnetic Reconnection and Associated Heating Process
连接两个活动区的日冕环称为互连环(IL),是太阳大气中重要的大尺度结构。它们携带大量的磁通量,因此被认为是太阳发电机过程的重要元素。早期的观测表明,离子液体的爆发是CME的一个重要来源。一般认为离子液体是通过高日冕(>150-200”)中的磁重联形成的,并且已经提出了几种方案来解释它们在软X射线(SXR)中的增亮。然而,详细的IL形成过程尚未得到充分的探索和相关的能量释放的电晕仍然没有得到解决。在这里,我们报告的完整形成过程中的一组IL连接两个附近的活动区,连续观测的STEREO-A的远侧的太阳和SDO和日出在地球一侧。我们的结论是,离子液体形成的逐渐重联高的日冕,在较早的假设。此外,我们还展示了证据,支持在SXR和EUV中,离子液体通过在日冕中的重连位点处或附近加热而变亮(即,通过重连的直接加热过程),这一过程在早期的离子液体研究中基本上被忽视了
2018-05-13 astro-ph.SR
Dynamics of braided coronal loops - I. Onset of magnetic reconnection
日冕磁场对小尺度光球边界运动的响应,包括可能通过Parker方案形成电流片,是太阳物理学的一个公开问题。在这里,我们通过数值模拟来解决这个问题。采用电阻MHD程序,对初始接近于无力状态的编织磁场的三维演化进行了研究。长波长的不稳定性发生,并导致两个薄电流层的形成。磁重联发生在整个电流片与三维特征显示,包括一个椭圆形的磁场结构的重联网站,并在全球的场结构的解扭的结果。
2010-03-18 astro-ph.SR
Imaging coronal magnetic-field reconnection in a solar flare
磁场重联被认为在整个宇宙1的磁化等离子体系统中发挥着重要作用,包括行星磁层、磁星和黑洞周围的吸积盘。这封信提出了极紫外线和X射线观测的太阳耀斑显示磁重联与清晰的水平,以前没有实现。SDO/AIA的多波长极紫外观测显示,流入冷环和新形成的流出热环,正如预测的那样。RHESSI X射线光谱和图像同时显示了在预期位置加热到>10 MK的等离子体的外观。这两组数据提供了磁重联产生太阳耀斑的确凿证据,验证了流行的耀斑模型的基本物理机制。然而,也观察到了一些新的特征,需要包括在重联和耀斑的研究,如三维非均匀,非稳态和不对称的演变。
2015-02-05 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Interchange reconnection between an active region and a corona hole
利用太阳动力学天文台(SDO)上的大气成像组件(AIA)和日震磁成像仪(HMI)的数据,我们提出了一个孤立的冕洞(CH)和一个新兴的活动区(AR)之间的磁相互作用。AR出现在CH附近并与CH相互作用,其间不断形成亮环,导致CH边界(CHBs)不断后退。同时,在AR的负极性和亮环的东边界分别出现了两次日冕变暗,AR受到了部分扰动。环爆发后,耀斑发生在AR。这种相互作用还伴随着许多喷流和弧形增亮,这似乎是CHB处磁重联的观测特征。将观测结果与导出的日冕磁位形进行比较,表明CH与AR之间的相互作用很好地符合交换重联模型。看来我们的观测为交换重联提供了明显的证据。
2013-10-09 astro-ph.SR
The Role of Reconnection in the Onset of Solar Eruptions
太阳爆发事件,如日冕物质抛射和爆发耀斑,经常与从对流区进入日冕的磁通量的出现有关。我们使用三维磁流体动力学数值模拟研究日冕磁场与新兴通量的相互作用,并确定导致喷发活动的条件。一个简单的参数进行研究,改变新兴的磁通量和预先存在的日冕偶极子场之间的相对角度。我们发现,在所有的情况下,出现的结果在剪切磁拱过渡到一个扭曲的日冕通量绳通过低位磁重联。然而,这个结构受到它自己的外部场的限制,因此在没有与覆盖的日冕场重新连接的情况下是不喷发的。这种叠加重连的量由出现的和预先存在的场之间的相对角度决定。新兴和预先存在的领域之间的重联是必要的,以产生足够的扩展新兴的结构,使耀斑样重联下的日冕通量绳变得足够强大,以触发其释放。我们的研究结果表明,相对角度是决定所产生的活动区是否表现出喷发行为的关键参数,因此是一个潜在的有用的候选人预测喷发在新出现的活动区。更一般地说,我们的研究结果表明,对流区/光球和日冕之间的详细相互作用必须计算自洽,以准确地模拟太阳爆发。
2022-05-23 astro-ph.SR
Electron acceleration by cascading reconnection in the solar corona I Magnetic gradient and curvature effects
目的:本文研究了耀斑日冕级联磁重联对流电场中的电子加速,并给出了日冕源韧致辐射引起的硬X射线(HXR)辐射谱。方法:我们进行测试粒子计算的电子运动的指导中心近似的框架。通过对级联磁重联的高分辨率自适应网格加密(AMR)MHD模拟结果进行线性插值,得到了沿电子轨迹的电磁场及其导数。硬X射线(HXR)光谱计算使用光学薄韧致辐射模型。结果如下:级联重联电流片中的磁场梯度和曲率加速了电子:被困在磁岛中,沉淀到色球层并被喷射到行星际空间。电子的最终位置由其初始位置、俯仰角和速度决定。这些初始条件也影响电子加速效率。大多数电子具有增强的垂直能量。被捕获的电子被认为是造成沿日冕物质抛射CME拖尾电流片观测到的亮点以及耀斑环顶HXR辐射的原因。
2015-04-24 astro-ph.SR
Magnetic reconnection and the Kelvin-Helmholtz instability in the solar corona
上下文磁Kelvin-Helmholtz不稳定性(KHI)被认为是在日冕中产生磁流体动力学湍流和促进波能量耗散的一种手段,特别是在横向振荡环中。目标。我们的目标是确定是否KHI鼓励磁重联振荡通量管在太阳日冕。这将确定不稳定性是否增强了存储在磁场中的能量的耗散率。方法.我们进行了一系列的三维磁流体动力学模拟的KHI激发的振荡速度剪切。我们研究了数值分辨率、磁力线长度和背景电流对KHI增长率和随后的磁重联率的影响。结果KHI能够在所有情况下触发磁重联,在初始生长阶段发生的速率最高。重联被发现优先发生沿Kelvin-Helmholtz涡的边界,在速度和磁场的剪切是最大的。估计的重连率被认为是最低的模拟中的KHI增长率降低。例如,对于较短的场线或由于背景场中的剪切,就是这种情况。结论.在非理想状态下,不稳定性的发生会引起磁场线的局部重联,并增强日冕波加热的速率。然而,我们发现,如果平衡磁场剪切跨越开尔文-亥姆霍兹混合层,不稳定性并没有显着提高的背景场的重联率,尽管与非势场的自由能。
2021-09-30 astro-ph.SR
On-disk solar coronal condensations facilitated by magnetic reconnection between open and closed magnetic structures
日冕凝结和雨是日冕和色球层之间物质循环的重要组成部分。在某些情况下,凝结和随后的雨起源于在磁重联期间形成的磁倾角。这为日冕雨的形成提供了一种新的替代机制。到目前为止,只有离翼,而不是在磁盘上,冷凝事件在重联已被报道。本文利用日地关系天文台(STEREO)和太阳动力学天文台(SDO)的极紫外(EUV)图像,研究了2011年7月14日至15日STEREO与日地直线正交时重联促进的凝聚现象。在肢体上方,在STEREO/EUV成像仪(EUVI)171毫米图像中,较高的开放结构向下移动,与较低的闭合环重新连接,并形成凹陷。然后形成两组新重新连接的结构。在下沉中,EUVI 304 ~图像中反复出现明亮的凝结,然后向下流动到表面。在SDO/大气成像仪(AIA)171 μ m ~ 2通道的盘上观测中,这些磁结构很难识别。暗凝结出现在AIA 304的图像中,然后以盘上日冕雨的形式移动到表面。极紫外光变曲线揭示了日冕等离子体的冷却和凝结。如果只有盘上的观测数据,那么远临观测数据所清楚显示的凝聚和重联之间的关系就无法确定。因此,我们认为,在过渡区和色球线中看到的一些盘上凝聚事件可能是由重联促成的。
2021-02-09 astro-ph.SR
Onset of 2D magnetic reconnection in the solar photosphere, chromosphere and corona
我们调查的发病2D的时间依赖性磁重联,触发使用外部速度驱动器位于远离,垂直于,平衡哈里斯电流片。以前的研究通常利用内部触发来启动重连,例如以电流片为中心的初始条件。为了研究太阳不同大气层(即日冕层、色球层和光球层)内的重联起始,进行了求解可压缩、电阻性磁流体力学方程的数值模拟。一个重新连接的状态达到所有考虑的大气高度,与占主导地位的物理高度依赖于大气条件。冠状病例在一系列速度驱动器下实现了电场的急剧上升。对于色球层,我们发现一个较大的速度振幅是需要触发重联。对于光球环境,电场是高度依赖于流入速度;急剧增加的电场获得只有当进入重联区的速度接近阿尔芬速度。此外,双极扩散的作用进行了研究的色球的情况下,我们发现,双极扩散改变了流入区域的电流密度的结构。通量进入重联区的速率由流入速度控制。这决定了重联启动过程的各个方面,即在所有大气层中,重联的早期开始由欧姆定律中的平流项控制。较低的等离子体- $β$增强了重联并在电场中产生了较大的变化。一个高的等离子体- $β$阻碍了重联,产生急剧上升的电场只有当流入重联区域的速度接近当地阿尔芬速度。
2017-11-02 astro-ph.SR
Formation of a solar filament by magnetic reconnection and coronal condensation
在太阳暗条的形成机制中,两组剪切弧之间的磁重联形成了具有许多磁凹陷的暗条螺旋结构,螺旋结构内捕获的等离子体的冷却和冷凝为暗条提供了质量。虽然这些过程中的每一个,即磁重联和日冕凝聚已经分别报告,观察显示整个过程的灯丝形成是罕见的。在这封信中,我们提出了通过两组冠环之间的重连形成S形,以及随后通过冷却和冷凝新形成的S形内的等离子体形成灯丝。2014年8月27日,活跃区12151中的一组环与位于东部的另一组环重新连接。一个较长的扭曲的S形结构和一组较短的低卧环,然后形成。观测结果与系绳切割模型吻合得很好。新形成的乙状结肠保持稳定,不会爆发为日冕物质抛射。从东部端点,检测到物质注入S形(作为增亮)的特征,这密切地勾勒出这些位置的排放量增加的特征。这可能表明色球层的蒸发是由重联引起的,将加热的等离子体供应到S形。在S形中,发生热不稳定性,并且发生等离子体的快速冷却和冷凝,形成细丝。然后,冷凝物双向流动到长丝端点。我们的结果为磁丝的形成是通过磁重联和日冕凝聚提供了明确的观测证据。
2021-09-13 astro-ph.SR
Parker Solar Probe Observations of Suprathermal Electron Flux Enhancements Originating from Coronal Hole Boundaries
理论上,太阳磁通量元素对之间的重新连接,一个是开环,另一个是闭环,是维持日冕结构和产生太阳风的关键过程。这种“交换重连”预计在冕洞(CH)的开闭边界特别活跃。先前对1AU处太阳风数据的分析表明,在慢-快流界面处超热电子通量的峰值可能是由于与CH边界的磁连接而产生的,而不是诸如压缩之类的动态效应。此外,峰值和流接口的位置之间的偏移建议是在源处的互换重连的结果。作为这些建议的初步测试,我们分析了两个太阳风流在第一帕克太阳探测器(PSP)近日点遇到,每个与赤道CH边界(一个领先的和一个落后的旋转)。每个流具有超热电子通量的峰值,其位置和相关的等离子体性质表明太阳起源,与以前的建议一致,从1AU观测。通量峰值和其他特征的位置之间的不一致性表明这些峰值也可能被源区交换重连所移动。我们对每个事件的解释与开放通量运输的全球模式是兼容的,尽管随机的足迹运动或其他解释仍然是可行的。这些探索性的结果突出了未来的机会,在CH边界与现代近太阳任务的交换重联和通量运输的统计研究。
2020-09-03 astro-ph.SR physics.space-ph
The 3D behavior of a twisted flux tube expanding in the corona: reconnection, writhe and jets
我们讨论了磁重联的一些方面,这可能有助于理解磁等离子体相互作用的许多方面。我们将表明,经常观察到的螺旋结构的极性喷流是一个自然的结果,磁螺旋度守恒在3D重联驱动的两个部分的碰撞新兴的磁通量管内的单一出现的循环。我们通过求解具有均匀初始扭转的随时间变化的理想MHD方程来执行3D模拟。我们推断,高度扭曲的磁通量的出现引入了几个零点,这反过来又导致在最近的部分在一个单一的环路内的磁场的相反方向之间的重联和释放的形式的螺旋状喷射发射的被困扭曲。
2011-03-19 astro-ph.SR
Three types of solar coronal rain during magnetic reconnection between open and closed magnetic structures
本研究利用SDO和SUTRI观测数据,发现太阳边缘开放与闭合磁结构交换重联过程中同时形成三类日冕雨,揭示重联速率对其中两类日冕雨形成的关键作用。
2024-08-14 astro-ph.SR
Elemental Abundances at Coronal Hole Boundaries as a Means to Investigate Interchange Reconnection and the Solar Wind
本研究通过测量日冕洞边界的元素丰度(FIP偏置)来量化互换重连的作用,发现边界区域宽度约30-50 Mm,并贡献约30%的额外开放磁通,从而约束了慢太阳风起源模型。
2025-02-27 astro-ph.SR
Magnetically coupled atmosphere, fast sausage MHD waves, and forced magnetic field reconnection during the SOL2014-09-10T17:45 flare
我们研究了2014年9月10日GOES X1.6太阳耀斑期间太阳大气的物理性质和行为。用小波分离方法分析了稳态等离子体流和快速香肠型MHD波。利用垂直流近似非线性无力场程序研究了磁耦合大气和强迫磁场重联。本文研究了磁流体波从光球到达日冕前不经耗散或反射的传输机制和日冕上的波能分布机制。我们报告了一个共同的行为(极)紫外稳态等离子体流(速度15.3 -> 10.9 km/s)和快香肠MHD波(阿尔芬速度13.7 -> 10.3 km/s,特征周期1587-> 1607 s),在SDO/AIA/HMI和IRIS空间仪器观测到的各个大气层(光球-日冕)的圆柱形等离子体波导中传播。本文分析了黑子本影上方磁场通量管引起的磁耦合太阳大气和波强迫的磁场重联。太阳地震与捕获,泄漏和隧道模式的波,消散,特别是在太阳日冕,讨论了其可能的贡献,外层大气加热。我们证明了快速香肠MHD波的色散性质,它可以很容易地产生泄漏和其他模式传播的波导外,和磁场通量管连接的各个大气层可以分配整个活动区域的磁场能量。这种机制有助于日冕能量平衡和我们对日冕加热如何维持的了解。
2020-10-04 astro-ph.SR
The Role of Magnetic Reconnection in the Structure & Dynamics of Fast Coronal Mass Ejections
本研究通过分析2.5D磁流体力学模拟快照,探讨磁重联在快速日冕物质抛射(CME)结构与动力学中的作用,揭示重联通过增强向外洛伦兹力(主要由侧翼电流驱动)及改变CME内部结构影响其演化,为理解CME动力学提供新视角。
2025-08-24 astro-ph.SR
Oscillatory Reconnection of a 2D X-point in a hot coronal plasma
振荡重联(一种连接性周期性变化的弛豫机制)被认为是太阳大气中几种周期性现象的潜在物理机制,包括但不限于准周期性脉动(QPP)。然而,尽管它很重要,但从未在炽热的日冕等离子体中研究过这种机制。我们研究振荡重联在一个百万开尔文等离子体通过求解完全压缩,电阻MHD方程的二维磁X-点在日冕条件下使用PLUTO代码。我们报告所产生的振荡重联,包括其周期性和衰减率。我们观察到一个更复杂的振荡曲线的电流密度相比,发现一个冷等离子体,由于模式转换在均分层。我们还考虑,第一次,增加各向异性热传导的振荡重联机制的效果,我们发现这简化了振荡曲线的频谱,并增加了衰减率。重要的是,热传导的增加并不能阻止振荡重联机制的显现。最后,我们揭示了平衡磁场强度,衰减率和振荡重联,这打开了诱人的可能性,利用振荡重联作为地震学工具之间的关系。
2021-12-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Reconnection-Driven Coronal-Hole Jets with Gravity and Solar Wind
冕洞喷流普遍存在于太阳冕洞中,在极紫外线和X射线亮点处,与少数磁极性的侵入有关。这些喷流的嵌入偶极模型假设它们是由嵌入偶极的应力闭合场与周围冕洞的开放场之间的爆炸性、快速重联驱动的。以前的数值研究在笛卡尔几何,假设均匀的环境磁场和等离子体,而忽略重力和太阳风,表明该模型是强大的,可以产生类似喷流的事件在简单的配置。我们扩展了这些调查,包括球面几何,重力,和太阳风在一个不均匀的,冕洞般的环境大气。我们的模拟证实,射流是由一个扭结状的不稳定性的内部封闭的字段,这会导致一个突发的封闭和外部开放的字段之间的重新连接,发射螺旋射流的发病。我们的新结果表明,射流传播是持续通过外电晕,在一个旅行的非线性阿尔芬波前的形式落后于缓慢移动的等离子体密度增强被压缩和加速的波。这一发现与白光冕洞喷流的观测结果一致,并可以解释在太阳风中原位检测到的微流和扭转阿尔芬波。我们还使用我们的数值结果来推导出的日冕源区域的属性和所产生的喷流,这可以对观测测试的特性之间的标度关系。
2016-06-29 astro-ph.SR
Tether-cutting Reconnection between Two Solar Filaments Triggering Outflows and a Coronal Mass Ejection
太阳爆发的触发机制一直是一个挑战。一些先前的案例研究表明,先前通过磁重联温和的细丝合并可能会在强烈的喷发后启动,根据系绳切割(TC)模型。然而,详细的过程TC重联之间的细丝尚未显示。在这项工作中,我们报告的高分辨率观测界面区成像光谱仪(IRIS)的TC重联在两个剪切丝在NOAA活动区12146。TC重连开始于2014年8月29日15:35 UT,并在8分钟后引发了爆发性的GOES C4.3级耀斑。大约40分钟后,SOHO/LASCO C2的视野中出现了一个相关的日冕物质抛射。由于IRIS数据的高空间分辨率,清晰地观察到TC重联产生的明亮等离子体流出,这些流出沿着爆发灯丝中的亚弧秒精细尺度通量管结构移动。基于成像和光谱观测,测得TC重连流出流的平均天平面速度和视线速度分别为79和86 km/s,由此推算出TC重连流出流的平均实际速度为120 km/s。此外,还发现TC重联区的峰值强度、多普勒频移和谱线宽度等光谱特征较耀斑前附近区域明显增强。
2016-02-01 astro-ph.SR
Impact of coronal mass ejections, interchange reconnection, and disconnection on heliospheric magnetic field strength
Owens等人(2008年)的更新表明,日冕物质抛射(CME)速率与日球磁场强度之间的关系预测,在1 AU处的场底小于4 nT。这意味着在太阳活动极小期测量到的创纪录的低值并不一定与开放通量守恒的观点相矛盾。这一结果与CME增加了日球层通量,而CME开放环和闭合环之间的交换重联减少了日球层通量的假设是一致的。一个现有的模型,拥抱这一假设,但是,高估流量在目前的最低,即使CME率一直很低。这种差异要求对模型假设进行合理的修改。
2010-04-13 astro-ph.SR
Reflection of fast magnetosonic waves near magnetic reconnection region
日冕中的磁重联被认为对多个相互作用的等离子体团的形成是不稳定的,先前的研究表明等离子体团动力学可以触发不同模式的MHD波从重联点向外传播。然而,在日冕重联点附近的等离子体参数和磁场强度的变化可能会导致波的反射和模式转换。本文研究了快磁声波在重联点附近的反射和折射。在一个合理的假设下,解析指定的阿尔文速度分布,我们推导和解析求解全波方程的非均匀背景等离子体中的快模波的传播没有求助于小波长近似。我们表明,波进行反射附近的重联电流片由于阿尔文速度梯度和反射有效地依赖于等离子体- $β$参数以及波的频率。特别是,我们发现,波更有效地反射附近的重联网站在一个低的$β$等离子体,这是典型的太阳日冕条件。此外,对于低频波,反射较大,而高频波从重联区域向外传播,几乎没有反射。我们讨论了有效波反射附近的磁重联网站在强磁化日冕等离子体粒子加速的影响,这也可能对第一电离势(FIP)分馏的有质动力,这些波在色球。
2018-03-29 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
MHD Modelling of magnetic reconnection heating and jets in the solar corona
Università di Palermo(巴勒莫大学);INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo(意大利国家天体物理研究所巴勒莫天文台);Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics(哈佛-史密松尼天体物理中心)
本文通过MHD模拟研究磁重联产生的纳米耀斑加热与纳米喷流特性,发现喷流性质可揭示重联信息,但加热量与喷流速度关联困难,模型可解释多种加热事件。
2026-09-10 astro-ph.SR
Formation and Reconnection of Three-dimensional Current Sheets with a Guide Field in the Solar Corona
通过一系列三维磁流体动力学数值模拟,研究了引导场分量对伪流光拱状位形中准稳态交换重联的影响。这项工作扩展了\citet{Edmondson2010b}的分析,通过量化的质量密度增强相干尺度与磁岛形成的非线性阶段的等离子体团不稳定的重联的电流片。我们比较了四个模拟的零,弱,中等,和一个强的引导场,$B_{GF}/B_0 = \lbrace 0.0 , 0.1 , 0.5 , 1.0 \rbrace$,量化的等离子体密度增强的纵向和横向相干尺度的引导场强度的函数的结果。我们从自相关和小波分析中获得这些相干尺度,并演示了如何使用这些尺度来解释密度增强波动的傅立叶功率谱的结构形成范围,能量延续范围和惯性范围-每个人口具有不同的光谱斜率。我们讨论了模拟结果的背景下,太阳和日光层观测的伪流光太阳风外流和可能的签名的重联产生的结构。
2017-08-11 astro-ph.SR
Filament Mass Losses Forced by Magnetic Reconnection in the Solar Corona
本研究通过二维半磁流体模拟,提出磁重联导致日冕X点上方丝状物质量损失,结合蒸发-凝结模型解释日冕雨形成,并揭示重联电流片演化的三阶段及反弹激波驱动的动态热失控过程。
2025-02-25 astro-ph.SR
A magnetic reconnection event in the solar atmosphere driven by relaxation of a twisted arch filament system
我们提出了一个高分辨率的观测磁重联事件在太阳大气中采取的新真空太阳望远镜,AIA和HMI。重连事件发生在扭曲的弓丝系统(AFS)和冠状环之间。我们的观测结果表明,扭曲AFS的松弛驱动它的一些线程遇到冕环,提供重联的流入。AIA影像中的X形特征、\halpha $+$ 1 μ m影像中连接重联后环的电流片状特征、HMI磁图中的小尺度磁抵消以及沿日冕环的速度为40- 80 km/s的流动都证明了重联。在AIA 94 100 nm通带中看到的重联后日冕环似乎在相对较长的时间内保持明亮,这表明它们已经被先前储存在AFS螺纹中的致密等离子体加热和/或填充。我们的观测表明,扭曲的磁系统可以通过重联过程将其自由磁能释放到太阳上层大气中。虽然重连通量管中的等离子体压力显著不同,但场线的重新配置可能导致它们之间的质量转移并在其中引起加热。
2018-01-18 astro-ph.SR
What Causes Faint Solar Coronal Jets from Emerging Flux Regions in Coronal Holes?
利用太阳动力学天文台的EUV图像和视线磁图,我们研究了中心盘冕洞中8个新兴的双极磁区(BMR),以确定新兴的磁拱是否通过与环境开放场的重连直接产生任何明显的日冕喷流。在出现期间,每一个BMR都没有产生明显的正常亮度的极紫外日冕喷流,但每一个都产生了一个或多个微弱的极紫外日冕喷流,这些喷流在AIA 193 BMR的图像中可以分辨出来。这些喷流的尖顶比在安静区域和冕洞中观察到的微灯丝喷发产生的典型EUV喷流要暗得多,通常也要窄得多。对于来自8个新出现的BMR的26个微弱喷流中的每一个,我们检查微弱的尖顶是否明显地是由Yokoyama和Shibata(1995)制造的。我们发现:(1)其中16个微弱的塔尖显然起源于相反极性的磁通量会聚的地点,并显示出与小型喷发驱动的日冕喷流相似的底部增亮,(2)另外10个微弱的塔尖可能是由新兴磁拱与周围开放场的外部磁拱建筑重连的爆发造成的,重连直接由拱的出现驱动,但(3)没有一个是明确地由这种紧急驱动的重新连接。因此,对于这八个新兴的BMR的观测表明,新兴的磁拱与周围的开放领域的紧急驱动的外部重连最多产生一个喷流尖顶,这是比以前报道的,更明显的日冕喷流驱动的minifilament爆发。
2021-03-13 astro-ph.SR
Formation of a Solar Filament by Magnetic Reconnection and Associated Chromospheric Evaporation and Subsequent Coronal Condensation
我们首次观测到了由磁重联和相关色球蒸发以及随后的日冕凝聚形成的太阳暗条。在磁通出射过程中,在剪切运动的驱动下,发生了一系列的绳系切割重联过程,并导致了一个M1.3的局限耀斑,同时形成了一个S形结构。结果表明,耀斑有一个共轭的紧凑的足点增亮,对应于S形的足点。此外,爆发蒸发的观测证据是很好的诊断在共轭的足点增亮的脉冲阶段的耀斑。耀斑爆发后,在S形管中段附近形成连续的冷凝结,然后沿S形管向相反方向移动,最终导致暗条的形成。这些观测结果表明,磁重联不仅可以形成暗条的磁场结构,而且在暗条形成过程中加热暗条的色球足点,并驱动色球蒸发。结果,加热的色球等离子体可能被蒸发到灯丝的磁场结构中,其中累积的热等离子体可能遭受热不稳定性或热不平衡,导致灾难性的冷却和日冕冷凝,以形成灯丝的冷的致密材料。这一观测结果为蒸发-凝聚模型提供了强有力的支持,并突出了磁重联在形成磁场结构和冷致密材料细丝中的关键作用。
2021-10-21 astro-ph.SR
Microwave Negative Bursts as Indications of Reconnection between Eruptive Filaments and Large-Scale Coronal Magnetic Environment
在太阳爆发中喷射出的低温等离子体可以屏蔽活跃区域以及安静的太阳区域。吸收现象可以在微波中观察到,作为“负爆发”和在不同的光谱域。我们分析了两个非常不同的最近的事件与这样的现象,并提出了一个更新的系统的观点与负爆发的太阳事件。相关的暗条爆发可以是正常的,没有形状和磁场配置的本质变化,并且是“异常的”。后者的特点是一个喷发的灯丝解体和其残余物作为一个云在太阳盘的很大一部分分散。这种现象可以在He II 304 A谱线中观察到巨大的凹陷。根据暗条内部磁场与外部大尺度日冕环境的重联,提出了异常喷发的一种可能性。
2013-10-10 astro-ph.SR
The Onset of 3D Magnetic Reconnection and Heating in the Solar Corona
磁重联是天体物理学中的一个重要过程,它被认为是由电流片的撕裂不稳定性引发的,电流片是磁场突然改变方向并产生电流的区域。最近的研究表明,这些结构中的磁剪切量是太阳大气中磁重联在流体空间尺度上比动力学尺度大得多的开关性质的关键参数。我们目前的三维电流片与太阳日冕的条件下的重联的模拟结果。使用高保真度的模拟,我们遵循的线性和非线性的三维撕裂不稳定性的演变,导致重新连接。我们发现,取决于参数空间,磁剪切可以发挥重要的作用,在发病的显着能量释放和加热通过非线性撕裂。在我们的研究中存在两种制度,取决于电流片是否比增长最快的平行模式的波长更长或更短(在相应的无限系统中),从而确定子谐波是否存在于实际系统中。在一个制度中,其中增长最快的平行模式具有次谐波,这些次谐波的非线性相互作用和3D等离子体团的聚结在非线性演化中占主导地位,磁剪切在释放的能量中仅起微弱的作用。在第二个政权,其中增长最快的平行模式没有分谐波,然后只有强烈剪切电流片,其中斜模式是强大到足以与占主导地位的平行模式竞争,显示任何显着的能量释放。我们希望这两个制度存在于太阳上,所以我们的研究结果有重要的后果,在不同的太阳物理应用的重联开始的问题。
2020-02-25 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Reconnection-Driven Magnetohydrodynamic Turbulence in a Simulated Coronal-Hole Jet
极端紫外线和X射线喷流经常出现在太阳的磁开放冕洞中,特别是在太阳高纬度地区。当这些喷流通过外日冕向内日球层传播时,白光日冕仪可以观测到其中的一些喷流,有人提出,它们会引起在太阳风中原位检测到的微流和扭转阿尔文波。为了预测和理解冠孔射流的签名,我们已经进行了详细的统计分析,这样的射流模拟自适应细化磁流体动力学模型。结果证实了三维的,reconnectiondriven磁湍流的模拟的产生和持久性。我们计算了喷流内磁涨落的空间相关性,发现它们与Müller - Biskamp标度模型吻合得最好,该模型包括通过流体动力学湍流级联耦合的各种大小的间歇电流片。磁涨落的各向异性和电流片的空间取向与非线性阿尔文波的集合一致。这些性质也反映了由重连磁场的几何形状所施加的总体准直射流结构。与湍流观测的比较表明,射流尾流中的湍流与快速太阳风中的湍流在数量上是一致的。
2016-07-13 astro-ph.SR
Flattening of the tokamak current profile by a fast magnetic reconnection with implications for the solar corona
在托卡马克中断期间,观察到净平行电流的轮廓在时间尺度上变平,该时间尺度是如此之快,以至于它必须归因于快速磁重联。在快速磁重联具有破碎的磁表面之后,单个磁场线覆盖整个体积而不仅仅是磁表面。由$K\equivμ_0j_{||}/B$给出的电流分布,通过沿混沌磁场线传播的阿尔文波,在该体积内弛豫为常数。这种弛豫的时间尺度决定了通常观察到的电流尖峰和等离子体内部电感突然下降的中断现象。推导出一种研究这种弛豫的有效方法,该方法可以更好地理解电流尖峰中编码的信息以及与之相关的等离子体内部电感的突然下降。日冕加热的影响进行了讨论。
2020-09-26 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Formation of solar quiescent coronal loops through magnetic reconnection in an emerging active region
日冕环是太阳活动区的组成部分。然而,其形成机制仍然没有很好地理解。在这里,我们提出了直接的观测证据,通过磁重联形成的日冕环作为新的磁通量进入太阳大气。太阳动力学天文台(SDO)上的大气成像组件(AIA)的极紫外观测清楚地显示了等离子体片内磁重联后新形成的环。环的形成也可以在新真空太阳望远镜拍摄的hα线核心图像中看到。SDO上的日震和磁成像仪的观测表明,在日冕环形成之前,正极性通量集中以约0.4 km/s的速度向负极性通量集中移动。在环的形成过程中,我们发现了磁通抵消和随后的增强的两个极性之间的横向场的签名。通过磁流体静力学模型重建的三维磁场结构显示出与AIA图像中的环一致的磁力线。在等离子体片中间歇性地出现了许多平均宽度为1.37 μ m的明亮斑点,并以约114 km/s的速度向上移动。这些团状物的温度、发射量和密度分别约为3 MK、2.0 × 10 ^(28)cm^(-5)和1.2 × 10 ^(10)cm^(-3)。这些斑点的功率谱分析表明,所观察到的重连可能不是由湍流过程为主。我们还发现了速度为20至50公里/秒的流向新形成的日冕环的足迹。
2021-05-07 astro-ph.SR
Localized Heating and Dynamics of the Solar Corona due to a Symbiosis of Waves and Reconnection
本研究针对日冕加热中磁波耗散与电流作用的争议,通过二维数值模拟发现磁波传播至磁零点时可触发电流累积与磁重联,证实二者共生效应共同驱动日冕局部加热。
2025-03-20 astro-ph.SR
Generation of fast magnetoacoustic waves in the corona by impulsive bursty reconnection
本研究通过模拟日冕磁零点与外部扰动的相互作用,发现脉冲爆发式重联产生的等离子体团相关过程可激发快模磁声波,提出波与重联共生(SWAR)机制,为太阳大气加热和太阳风驱动提供新视角。
2024-11-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph